Soal dan Pembahasan Dinamika Rotasi

Nomor 1

Batang AB massa 2 kg diputar melalui titik A ternyata momen inersianya 8 kgm².

Bila diputar melalui titik pusat O (AO = OB), momen inersianya menjadi ….
A. 2 kg.m²
B. 4 kg.m²
C. 8 kg.m²
D. 12 kg.m²
E. 16 kg.m²

Penyelesaian :

Nomor 2

Gaya F1, F2, F3 dan F4 bekerja pada batang ABCD seperti gambar!

Jika massa batang diabaikan, maka nilai momen gaya terhadap titik A adalah ....
A. 15 Nm
B. 18 Nm
C. 35 Nm
D. 53 Nm
E. 68 Nm

Penyelesaian :

Στ = τA + τB + τC + τD = 0 + (4 × 2) + (−5 × 3) + (10 × 6)
= 0 + 8 + (−15) + 60
= 53 Nm

Nomor 3

Sebuah tongkat homogen dengan panjang 40 cm bermassa 3 kg. Pada salah satu ujung tongkat diberi beban, sedangkan ujung lainnya sebagai tumpuan. Jika F = 280 N, momen gaya pada titik O adalah ….

A. 0
B. 6 Nm
C. 8 Nm
D. 14 Nm
E. 28 Nm

Penyelesaian :

Στ = τF + τW + τbeban
= (280 × 0,05) + (−30 × 0,2) + (−20 × 0,4)
= 14 − 6 − 8
= 0

Nomor 4

Gaya F1, F2, F3 dan F4 bekerja pada batang ABCD seperti pada gambar!

Jika massa batang diabaikan, besar momen gaya yang bekerja pada sumbu putar di titik D adalah ….
A. 18 Nm
B. 20 Nm
C. 30 Nm
D. 35 Nm
E. 45 Nm

Penyelesaian :

Στ = τA + τB + τC + τD
= (−10 × 3) + (15 × 2) + (−20 × 1) + 0
= −30 + 30 − 20 + 0
= −20 Nm

Nomor 5

Dua gaya F1 dan F2 besarnya sama masing-masing 8 N bekerja pada batang homogen seperti gambar.

Agar diperoleh momen gaya sebesar 9,6 Nm terhadap poros O, maka panjang m adalah ….
A. 0,3 m
B. 0,8 m
C. 0,9 m
D. 1,2 m
E. 1,4 m

Penyelesaian :

⇔ Στ = τ2 - τ1
⇔ 9,6 = 8(3 + x) − 8 ∙ 3
⇔ 9,6 = 8x
⇔ x = 1,2 m

Nomor 6

Sebuah batang yang sangat ringan, panjangnya 140 cm. Pada batang bekerja tiga gaya masing-masing F1 = 20 N, F2 = 10 N, dan F3 = 40 N dengan arah dan posisi seperti pada gambar.

Besar momen gaya yang menyebabkan batang berotasi pada pusat massanya adalah ….
A. 40 Nm
B. 39 Nm
C. 28 Nm
D. 14 Nm
E. 3 Nm

Penyelesaian :

Στ = τ1 + τ2 + τ3
= (−20 × 0,7) + (10 × 0,3) + (−40 × 0,7)
= −14 + 3 − 28
= −39 Nm

Nomor 7

Sebuah benda berotasi dengan kecepatan sudut awal 6 rad/s. Agar benda berhenti dalam waktu 2 sekon, momen gaya sebesar 3 × 10^-3 Nm dikerjakan pada benda tersebut. Momen inersia benda sebesar …. kg.m².
A. 1 × 10^-3
B. 2 × 10^-3
C. 6 × 10^-3
D. 1 × 10^-2
E. 3 × 10^-2

Penyelesaian :

Nomor 8

Sebuah roda cincin bermassa 10 kg memiliki momen inersia 0,4 kgm². Jari-jari roda cincin tersebut adalah …. m.
A. 0,1
B. 0,2
C. 0,4
D. 5
E. 10

Penyelesaian :

dinamika rotasi

Nomor 9

Sebuah jarum detik jam dinding memiliki massa 3 gram dan panjang 15 cm. Momentum sudut jarum detik pada jam dinding tersebut adalah …. kg m² (I jarum = mR²)
A. 2,25π × 10^-6
B. 2,50π × 10^-6
C. 3,50π × 10^-6
D. 3,75π × 10^-5
E. 4,25π × 10^-5

Penyelesaian :

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka cukup masukkan angka seperlunya pada hitungan……! Lumayan menghemat waktu!

Nomor 10

Sebuah partikel bergerak melingkar pada suatu lintasan yang berjari-jari 0,02 cm. Massa dan momentum sudut partikel berturut-turut adalah 0,04 gram dan 1,6 × 10^-6 kgm²/s. Kecepatan sudut partikel tersebut adalah …. rad/s.
A. 1,0 × 10⁶
B. 1,2 × 10⁶
C. 1,4 × 10⁷
D. 1,4 × 10⁷
E. 1,5 × 10⁷

Penyelesaian :

Nomor 11

Sistem katrol dengan dua buah benda m1 = 2 kg dan m2 = 6 kg dihubungkan katrol bermassa 4 kg seperti pada gambar.

Percepatan yang dialami benda m1 dan m2 adalah ….
A. 10 m/s2
B. 5 m/s2
C. 4 m/s2
D. 2,5 m/s2
E. 2 m/s2

Penyelesaian :

Nomor 12

Bila sewaktu sistem bergerak katrol ikut berputar, maka waktu yang dibutuhkan m2 untuk mencapai tanah dari keadaan diam adalah …. sekon.

A. 1,4
B. 2,8
C. 3,6
D. 4,2
E. 5,7

Penyelesaian :

Nomor 13

Pada gambar di bawah, massa balok A, beban B dan roda katrol berongga C masing-masing adalah 7 kg, 2 kg, dan 1 kg.

Percepatan gravitasi = 10 m/s2. Tegangan tali T1 adalah ….
A. 20 N
B. 16 N
C. 14 N
D. 8 N
E. 7 N

Penyelesaian :

UPDATING....!!!!